10-418综采工作面供电设计【毕业论文+CAD图纸全套】

目录  前言  . 1 设计条件  . 2 第一章    供电系统  . 4 第一节    设 备位置  . 4 第二节    采区供电系统图  . 4 第二章    负荷统计与变压器选择  . 6 第一节    负荷统计  . 6 第二节    变压器的选择  . 8 第三章    低压电缆的选择  . 10 第一节    支线电缆  . 15 第二节    干线电缆的选择  . 16 第三节    电缆的起动效验  . 23 第四节    电缆的整定  . 27 第四章     短路电流计算  . 28 第一节    短路电流  . 28 第二节    短路计算  . 34 第五章    开关的选择  . 36 第一节    高压配电箱  . 36 第二节    馈电开关选择  . 37 第三节    磁力启动器  . 39 第六章    保护装置整定  . 41 第一节    高压配电箱整定  . 41 第二节    馈电开关整定  . 43 第三节    磁力启动器  . 44 第七章    采区变电所的硐室设计  . 46 设计总结  . 47 参考文献  . 47 致谢  . 47 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  1 页   前    言  电力是现代化矿山企业生产的主要动力来源，煤矿的电气化为煤矿生产过程的机械化和自动化创造了有利条件，不断地改善矿工的劳动条件。现代的煤矿生产机械无不以电能作为直接（用电动机拖动）或间接（用气压驱动）的动力，矿山的照明、 通讯和信号也都使用电能。对矿山企业进行可靠、安全、经济、合理的供电，对提高经济效益及保证安全生产方面都十分重要。  本次设计的内容是采取供电。采区是井下动力负荷集中的地方，采区供电是否安全、可靠、经济、合理将直接关系到人身、矿井和设备安全及采区生产的正常进行。由于井下工作环境十分恶劣，因此，此次设计在供电上即采用可靠的防止人身触电危险外，还正确选择了电气设备的类型及参数，并采用了合理的供电、控制和保护系统，以确保电气设备的安全运行和防止井下瓦斯和煤尘爆炸。  采区供电是否安全可靠和经济合理，将直接关系到人身安全 和矿井生产。在开拓系统、采煤方法及采区生产机械确定之后，需要进行采区供电计算 负荷计算、选择动力变压器或移动式变电站的容量、型号并确定台数、供电系统的拟定、电缆线路的计算、开关设备的选择 ,以及整定保护的计算。对于上述涉及的计算内容必须满足以下两个方面提出的要求 :一、要保证供电的安全和经济合理。二、要保证供电的质量和可靠性。  对于采区供电，由于煤矿供电的特殊性和井下电气设备的工作环境恶劣，为此，对供电的布局和正确选择电器设备，提出很高的要求，以便加强电器设备的维护和检修，最后收集各开关， 各移动变电站的资料和变电所内的布局对系统进一步的了解，对各种低压、高压开关的了解。  限于设计者的水平，设计中不周全的地方，望老师在批阅中指出和更正。  设计者 ： 刘乐乐  2014年 6月  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  2 页   设计条件  一、供电方式 示意 图  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  3 页   二、负荷 统计表  地点  负荷名称  设备数量  用电设备  额定负荷  (额定电压(V) 需用系数(功率因数工作电流(A) 额定  实际  一  采煤机  1 1130 3300 69 转载机  1 375 1140 压泵  1 250 1140 03 小计  3 1755           二  回采刮板机  1 1400 3300 22 210 破碎机  1 315 3300 计  1 1715           三  头部皮带  1 45 660 泵  6 60 柱车  1 60 号照明  2 4 660 紧绞车  1 60 车  1 60  25 660  37 660  55 660 计  21          四  重型皮带  1 320 1140 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  4 页   第一章    供电系统  第一节    设备位置  根据位置的确定原则和本采区的具体情况，将采区变电所的位置设在采区上山的中部，位于轨道上山与运输 上山之间的槽贯内。向机采或综采工作面供电的移动变电站设在距工作面 150上山巷道 20进配电点，设在距掘进头 90动变电站设在掘进巷道入口处。  根据供电系统的拟定原则，确定供电系统图。即从 310首采区 2#变电所内三台高开供电，其中：一台为工作面回采刮板运输机供电、破碎机供电，一台为采煤机、乳化液压泵站、转载机供电，另外一台分别为正巷的设备和付巷 660 第二节    采区供电系统图  拟定采区供电系统图：当采区变电所、工作面配电点、移动变电站的位置确定后，即可拟 定供电系统图。对采区供电系统图的拟定应满足供电安全、可靠、经济、系统简单、操作方便等煤矿对供电的要求。  1010首采区的一个综采工作面，该工作面采用 11301400板运输机、 375315套 250部 45带机、二部 160*2带机等设备作为其主要生产和运输设备。  1、采区变电所双回路供电时，应分别设置电源进线开关。两回路供电时，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  5 页   当采用一回路供电，另一回路备用时，母线可不分段；当两回路同时供电时，母线应分断并设联络开 关，确保正常分列运行；  2、采区变电所的高压馈出线应设专用开关控制；  3、在保证煤矿企业对供电要求的前提下，力求所用设备最少；  4、一台启动器控制一台设备；  5、当采区变电所变压器台数在两台及以上时，应合理分配负荷，原则上一台变压器负担一个工作面的用电负荷；  6、变压器尽量不并列运行；  7、从变压器向各配电点或自配电点到各用电设备宜采用辐射式供电，上山及下顺槽输送机宜采用干线式供电；  8、配电点启动器在三台以下时，一般不设配电点进线自动馈电开关；  9、工作面配电点最大容量电动机用的磁力启动器应靠近配电点进线 ；  10、供电系统应尽量避免回头供电；  11、低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路或与工作面分开供电；  12、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）瓦斯（二氧化碳）突出的矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电。经矿总工程师批准，也可采用装有选择性保护装置的供电线路供电，但每天有专人查一次，确保局部通风机可靠运转；  13、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯突出矿井中的所有掘 进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦电闭锁）设施。  由以上原则，可得开关布置图：  图中， 1#、 2#、 3#、 4#为高压配电箱，共 4台；  5#、 6#、 7#、 8#、 9#、 10#、 11#、 12#、 13#、 14#、 15#、 16#、 17#、18#为馈电开关（低压），共 14台；  19#、 20#、 21#、 22#、 23#、 24#、 25#、 26#、 27#、 28#、 29#、 30#、31#、 32#、 33#、 34#、 35#、 36#、 37#为磁力启动器，共 19台。  供电系统图应单线图画出，图中应标出开关、启动器、 变压器和动力设备的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  6 页   型号、容量或电流等，图中的电缆应标出型号、截面、芯数和长度。相关数据由后面相应章节得出。  第二章    负荷统计与变压器选择  第一节    负荷统计  一、变压器 负荷统计：   2N+8N=25+14+2 25+中： 负荷统计表查出。  二、变压器 负荷统计：   3N+28 40+14+2 25+15+2 40+17=482 中：  负荷统计表查出。  三 、采区变电所位置的选择  对于采区变电所的位置是由供电局电压等级，采煤方法，采区巷道布置方式和工作面机械化程序等因素决定的，所以选择变电所位置时应满足以下条件选择：  1、通风良好，顶板，底板稳定，并避免淋水；  2、进出线和运输设备方便；  3、尽量位于负荷中心；  4、最好用一个变电所向采区供电；  四 、工作面配电点的位置及设备布置及供电系统  1、工作面设备布置（后附 1）  2、工作面的供电系统和系统图  主要设备如下： 1、 020 2、工作面的 00型可弯曲刮板运输机容量为 1050、 10 型转载机，容量为 250 4、下顺槽 00型带式运输机，容量为 630、 2量为 200 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  7 页   6、 量为 8403台。  7、 00 型喷雾站容量为 1502台。  8、 10）型矿用移动变电站，共 4台，设在下顺槽，每台容量为 1600槽皮带的移变容量为 1000 9、  10、  11、 电开关  12、  13、系统图如下：（后附 2）  五 、采区变电所硐室的设备布置。  采区变电所内的主要设备有： 高压隔爆开关，移动式干式变压器，照明综保和馈电开关。  采区变电所的设备布置  采区变电所的主要设备有：动力变压器（移动式）、高压配电装置（选用矿用隔爆型高压配电柜）照明用的干式变压器。变电所内的设备，通常是把高压设备集中布置在一侧，低压（照明）布置在另一侧，布置如下 （主要以高压爆炸开关供电为主）  干式变压器开关高爆开关六 、采区供电系统拟定的原则  采区供电系统的拟定要在可靠，经济合理的前担下，力求系统简单，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  8 页   操作灵活，便于检修，其原则如下：  在保证供电可靠前提下，力求所用的设备最省。  原则上一台起动器只控制一台设备。  对于从变电所向各配电点式供电时，可采用辐射式供电式。  七 、向综采工作面供电的选择和供电特点：  1、现在所设计的是由 11#采区变电所以 6机和顺槽胶带机供电，主要采用的是  2、综采供电的特点是：                                       （ 1）用电设备容量大。综采工作面主要生产机械设备有：采煤机、可弯曲刮板运输机、工作面液压支架、转载机、带式运输机等。  电压高。由于综采工作面的用电容量大，为了提高电网输送功率的能力，确保正常工作电压和大容量电动机最低机动电压（电动机的单机容量为 1020有前后两台总容量为 2040须提高供电电压（供电电压为 3300V）或（ 1140V）。  采用移动变 电站  把电器设备组装在平车上，便于移动，以适应综采快速推进的需要，同时由10短了低压电网络供电的距离，因而减少了电压损失。  保护装置完善。由于供电电压高，电气设备较多，必须提高供电的安全性，故设置比较完善的保护装置和指示装置，台短路、过负荷、断相、欠压、漏电闭锁和漏电保护等，并且有电压，电流故障指示等装置。  采用屏蔽电缆。主要是提高供电的安全性。  设置必要的信号通迅系统。为保证工作人员的人身安全，设置了起动预报信号，事故报警信号，为了便于指挥生产及工作人员相互联系设置了通迅装置（ 主要是井下用对讲机）。  第二节    变压器的选择  一、变压器型号的确定  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  9 页   考虑到变压器的电压等级、巷道断面、运输条件、使用场所、配件来源等因数。该采区变电所内的电力变压器选用 列低损耗矿用变压器。  二、变压器容量确定  1、计算容量   o N N m 2e 2式中：  变压器所带负荷额定功率之和 W,       82 负荷统计表查出。  、 变压器所带负荷需 用系数 d e 2d e 1 、  变压器平均功率因数  m 21 、m  （由附表十查到）   变压器一次侧额定电压， 6 、额定容量的确定  由于变压器是用于采区变电所，考虑留有 15%余量作为发展的余地，故：   K V  2 . 55 5 4 . 315%1  . 6 7 55 7 . 6 615%1211查附表四（ 列低损耗矿用变压器技术数据）取标准容量， 型；  型。  3、所选变压器的技术参数如下：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  10 页   型号额定容量的电流 额定损耗 阻抗低压%空载电流%线圈阻抗连接组别高压 100/6 100 000 4  630/6 630 100  200/6 200 400 4 ：由于 1#、 2#高压配电箱灵敏度效验不合格，故加大 0021点的短路电流，从而使灵敏度达到要求。  第三章    低压电缆的选择  电缆的选择是供电设计的重要内容之一，为保证供电的安全可靠、经济合理和供电质量的要求，必须合理的选择电缆的型号和截面积。电缆编号如图所示。  1、确定电缆的型号和长度：  根据电缆型号和长度的确定原则，以及采区巷道布置图，确定电缆的型号和长度（见附图 2）  2、电缆主芯线截面的选择  、由所附综采工作面负 荷统计表中计算得： 310首采区 2#变电所至负荷中心（八组合）之间高压电缆的最大长时工作电流为  O 350A。选 5+3*35+2200m。  310首采区 2#变电所至负荷中心（九组合）之间高压电缆的最大长时工作电流为  O 3250A。选 5+3*35+2200m。  310 首采区 2#变电所至正、付巷设备之间高压电缆的最大长时工作电流为 O 3170A。选 0+1*25 50m。  、低压电缆截面选择  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  11 页   、回采溜子支线  0 . 6 1 4 0 0 2103 3 3 . 3 0 . 7 O S 285A 选用 0+1*35+4*4 （ 2*300+2*500） m 、破碎机支线  0 . 6 3 1 5 473 3 3 . 3 0 . 7 O S 190A 选用 0+1*16+3*4、采煤机 支线   390A 选用 5+1*50+4*4 300m 、转载机支线   190A 选用 0+1*16+3*4 450m 、液压泵支线：  0 . 6 2 5 0 1033 3 1 . 2 0 . 7 O S 135A 选用 5 1 10 2*400m 、带正巷重型皮带机的干线  0 . 5 3 2 0 1103 3 1 . 2 0 . 7 O S 170A 选用 0 1 25 350m 、带正巷设备的干线  0 . 5 8 8 533 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 173A 选用 100050 1 25付巷设备的干线  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  12 页   0 . 3 4 8 1 . 5 1723 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 173A 选用 100050 1 2550 . 5 4 5 273 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 46A 选用 10006 1 470 . 5 3 7 223 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 46A 选用 10006 1 40 . 5 5 . 5 3 . 2 93 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 36A 选用 10004 1 40 . 5 7 . 5 4 . 4 83 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 36A 选用 10004 1 45柱车支线选择  0 . 5 5 5 3 2 . 83 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 64A 选用 100010 1 600 . 5 4 0 243 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 64A 选用 100010 1 6买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  13 页   0 . 5 1 8 . 5 113 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 36A 选用 10004 1 450 . 5 2 5 153 3 0 . 6 9 0 . 7 O S 36A 选用 10004 1 4、正、副巷各设备支线电缆截面根据其设备额定工作电流选择（见附图 2）。  、按正常工作时允许电压损失校验电缆截面（负荷中心根据结构可不考虑压降损失）。  八组合高压线路电压损失为  1 3 c o s 1 . 7 3 2 1 1 7 0 . 2 2 6 0 . 7 3 2U I r V 1 3 21 % 1 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 0 5 % 5 %6000 所选高压电缆截面能满足电压质量要求。  九组合高压线路电压损失为  2 3 c o s 1 . 7 3 2 1 1 7 0 . 2 2 6 0 . 7 3 2U I r V 2 3 22 % 1 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 0 5 % 5 %6000 所选高压电缆截面能满足电压质量要求。  正付巷设备高压线路电压损失为  3 3 c o s 1 . 7 3 2 9 2 0 . 4 2 9 0 . 7 4 8U I r V 3 4 83 % 1 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 4 8 % 5 %6000 所选高压电缆截面能满足电压质量要求。   1#负荷中心网络支线中回采刮板机负荷最大线路也较 长电压损失为  03 ( ) 3 2 1 0 0 . 5 ( 0 . 3 1 5 0 . 8 0 . 0 7 8 0 . 6 ) 5 5 ( )c a  L r C O S X S i n V 电网允许电压损失为 313V 55V,所选电缆截面满足电压损失的要求。  2#负荷中心网络支线中机组负荷最大线路也较长电压损失为  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  14 页   03 ( ) 3 1 7 0 0 . 5 ( 0 . 2 3 0 . 8 0 . 0 7 6 0 . 6 ) 3 4 ( )c a  L r C O S X S i n V 电网允许电压损失为 313V 34V,所选电缆截面满足电压损失的要求 . 3#动变：  3#变压器电压损失为：  320% ( % % ) ( 0 . 6 6 0 . 7 5 3 . 9 5 0 . 6 6 ) 1 . 9 8500TT r T X  C O S U S i 9 8% 1 2 0 0 2 3 . 7 6 ( )1 0 0 1 0 0T N  V  式中： =表得 ) 干线和支线电缆的最大电压 损失为  % % 3 2 0 0 . 3 5 0 . 0 4 0 9 4 . 6 ( )m s b l N m s U n b l  P L P L V  3#动变低压电网总电压损失为 : 2 3 . 7 6 4 . 6 2 8 . 3 6 ( )T m s b  U U V  1140V 电网允许电压损失为 117V 选电缆截面能满足电压损失的要求。  4#动变：  4#变压器电压损失为：  88% ( % % ) ( 0 . 6 6 0 . 7 5 3 . 9 5 0 . 6 6 ) 0 . 5500TT r T X  C O S U S i 5% 6 9 0 3 . 4 5 ( )1 0 0 1 0 0T N  V  式中： =表得 ) 干线和支线电缆的最大电压损失为  % % 8 8 2 0 . 1 2 2 2 1 . 5 ( )m s b l N m s U n b l  P L P L V  4#动变低压电网总电 压损失为 : 3 . 4 5 2 1 . 5 2 5 ( )T m s b  U U V  6603V 25V,故选电缆截面能满足电压损失的要求。  5#动变：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  15 页   5#变压器电压损失为：  210% ( % % ) ( 0 . 6 6 0 . 7 5 3 . 9 5 0 . 6 6 ) 1 . 3500TT r T X  C O S U S i 3% 6 9 0 9 ( )1 0 0 1 0 0T N  V  式中： =表得 ) 干线和支线电缆的最大电压损失为  % % 2 1 0 2 0 . 1 2 2 5 1 ( )m s b l N m s U n b l  P L P L V  5#动变低压电网总电压损失为 : 9 5 1 6 0 ( )T m s b  U U V  6603V 60V,故选电缆截面能满足电压损失的要求。  第一节    支线电缆  一、选择原则  按机械强度选择，查表十一  2、按长时允许电流选择。 ，查附表十二。  式中： 长时工作电流，取电动机的额定电流；   电缆的长时工作电流；   不同温度的修正系数（本次设计取 1）  取两者中最大者为该电缆的确定型号及截面；  注：控制负荷相同的支线电缆可放在一起选择。  二、选择  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  16 页   电缆代号控制设备额定电流（ A)原则一选（ 则二选（ 电缆长时工作电流原则一选（ 定值（  、 L 5 、L 9 、 L 10 、L 11 、 L 12 、L 13 、 L 16 、L 17 、 L 18皮带机 5 25 113 25 25U - 1000  25+1 10L 23 乳化泵 19 6 46 6 25U - 1000  25+1 10L 21 、 L 22 、L 29 、调度绞车  46 6 6 25U - 1000  25+1 10L 24 、 L 26 、L 27 、调度绞车  46 6 6 25U - 1000  25+1 10L 2 、 L 3 、刮板输送机 5 113 25 25 25U - 1000  25+1 10L 30 局扇  46 6 6 25U - 1000  25+1 10L 31 、 L 32 、耙斗机 19 25 113 25 25 25U - 1000  25+1 10L 34 煤电钻  36 4 4 4 500  4+1 4注： 1、电缆的型号确定，除煤电钻需采用专用的 列电缆外，其  余的支线采用  2、电缆电压等级的确定，除煤电钻（额定电压 127V）使用 500V 外，其余电缆工作电压 660V 应采用 6000 3、整定值：是电缆选择结束时，为考虑购买方便、经济、可靠，故将截面小的电缆加大处理 。在计算过程中还是按开始选定的截面进行选择。  第二节    干线电缆的选择  一、干线式供电干线电缆的选择  由供电系统图可知 6#、 7#、 9#、 11#馈电开关控制的回路为干线式供电。  1、选择原则（截面积）  按允许电流选，查附表十三  21  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  17 页   Ac  式中： m 需用系数 d e 2d e 1 、  加权平均功率因数  m 21 、m   干线所带负荷额定功率之和， U 干线电缆平均电压， 660V 按正常工作允许电压损失效验截面  对 380许电压损失 =39V；  对 660许电压损失 =66V；  对 1140许电压损失 =117V；  允许电压损失 ；  式中： 2 变压器二次侧额定电压， 693V 2、按原则进行选择   6#开关控制回路所包含的干线有 线 1  A 查附表十三取 16因干线电缆大于支线，所以取 25线 104 . 976603104030. 7c 查附表十三，取 25线 14076603104040. 7c 查附表十三，取 35 7#开关控制回路所包含的干线有 线 1  A 查附表十三取 16因干线电缆大于支线，所以取 25文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  18 页   干线 104 . 976603104030. 7c 查附表十三，取 25 9#开关控制回路所包含的干线有 线 1  A 查附表十三取 6干线 7660310650. 7c 查附表十三，取 10 11#开关控制回路所包含的干线有 线   5c o 查附表十三，取 6干线电缆大于支线，所以取 25线   5c o 查附表十三，取 4干线电缆大于支线，所以取 25、按原则进行效验：  a、变压器的内部损失   %2100101002000100SP%s i c o 22223买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  19 页   % 0 0100SP%s i c o 22223式中：  变压器容量。 82  变压器额定容量。 0030  变压器容量。 93V,93V；   变压器短路损耗。 8 1 0 0  0 0 W ,P   变压器平均功率因数  m 21 、m  其因数角正弦值 7 1   m 21 、m ；  % 变压器阻抗电压百分分数。 5.4%u 21  b、供电回路中最大支线电压损失  6#回路 :取支线   9 . 7  . 5660 1010160400  7#回路 :取支线   1 7 . 7  . 5660 1010300400  9#回路 :取支线  1 . 5  . 56 6 0 1010250  11#回路 :取支线  1 . 3  . 56 6 0 1060150  式中： 最大支线所带负荷功率，   支线电缆平均电压， 660V；  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  20 页   支线电缆截面，   支线电缆电导率， ,由附表十四查出。  C、供电线路中干线电压损失及效验  6#回路 :干线  4016025 34016025 404048. 6660 100m s s   （不合适）  采用同一截面，加大至 95时   （合适）  效验合格。根据电缆型号和芯线数确定的原则，确定选用 95型铜芯铠装电缆。  7#回路 :干线  4030025 2404 8 . 6660 100m s s   （不合适）  采用同一截面，加大至 50时   （合适）  效验合格。根据电缆型号和芯线数确定的原则，确定选用 50型铜芯铠装电缆。  9#回路 :干线  52254006 15254 8 . 6660 100m s s   （不合适）  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第  21 页